Messung des Sauerstoffvolumenstrom in Ruhe \(\dot{V}O_{2, Ruhe}(t)\) mittels Spirometrie und des kalorischen Äquivalents (kÄ) anhand des individuell gemessenen RQ (t)
Vernachlässigung der inneren Arbeit im Stehen → Drehzahlabhängigkeit
Keine empirischen Untersuchungen, die den ηmuskulär zwischen sitzender und stehender Fahrposition systematisch vergleichen
Forschungsfrage: Wie unterscheidet sich der muskuläre Wirkungsgrad zwischen sitzender und stehender Position bei verschiedenen Intensitäten?
Hypothese
“Es wird erwartet, dass die Unterschiede des muskulären Wirkungsgrades zwischen den Fahrpositionen intensitätsabhängig sind. Die Annahme ist, dass sich bei leichter Belastungsintensität der muskuläre Wirkungsgrad signifikant zwischen sitzender und stehender Position unterscheidet, während bei moderater und schwerer Intensität keine signifikanten Unterschiede des muskulären Wirkungsgrades zwischen den Fahrpositionen vermutet werden.”
H0: Der muskuläre Wirkungsgrad (ηmuskulär) unterscheidet sich in keiner Intensitätsstufe signifikant zwischen sitzender und stehender Fahrposition. ➙ ηmuskulär,sitzen = ηmuskulär,stehen
H1: Der muskuläre Wirkungsgrad (ηmuskulär) unterscheidet sich in mindestens einer Intensitätsstufe signifikant zwischen sitzender und stehender Fahrposition. ➙ ηmuskulär,sitzen ≠ ηmuskulär,stehen
Methodik: Einschlusskriterien & Stichprobe
Insgesamt 24 Testpersonen
11 erfüllten die Einschlusskriterien → \(\dot{V}O_{2,max}\) > 65 [ml·min-1]
→ Keine signifikanten Positionsunterschiede außer bei ηmuskulär → Kein signifikant unterschiedlicher Energieumsatz für die absolvierte Wmech zw. den Positionen
Keine signifikanten Unterschiede in metabolischer Arbeit (WTOT, WAerob, WPCr, WBLC)
Signifikant höhere mechanische Arbeit (Wmech) im Stehen
Signifikant höhere innere Leistung (PInt) im Sitzen → Kubische Drehzahlabhängigkeit
Signifikant höhere externe Gesamtarbeit (WTot) im Sitzen
Einordnung der Ergebnisse
→ Unterschiede von ηmuskulär wahrscheinlich durch PInt-Berechnung bedingt → ηtotal zeigt keine signifikanten Positionsunterschiede → Trotz unterschiedlicher Trittraten sollten PInt-Werte vergleichbar sein
Validität der PInt-Berechnung:
Im Sitzen: Bestätigung durch Literaturwerte (Hansen et al., 2004)
Im Stehen:
Keine Referenzwerte verfügbar
Wahrscheinlich methodisch bedingte Unterschätzung
Nach Winter-Berechnungsmethode sind PInt-Werte im Stehen deutlich höher
Notwendigkeit einer methodischen Überarbeitung
Praktische Relevanz
Stehen als valide Alternative zum Sitzen:
Vergleichbare Wirkungsgrade (außer ηmuskulär)
Ermöglicht Variation der Muskelbelastung
Tendenziell minimal höhere η-Werte im Stehen
Praxisempfehlungen:
Für kurzzeitige Maximalleistungen
Bei niedrigen Geschwindigkeiten → Luftwiderstand ↑
Vorzugsweise bei steilen Anstiegen
Methodenkritik & Limitationen
Stichprobe:
Geringe Stichprobengröße (N=9)
Unausgewogenes Geschlechterverhältnis
Eingeschränkte statistische Power
Methodische Aspekte:
Laborwerte nicht 1:1 übertragbar mehr → laterale Freiheitsgrade in der Praxis
Überschätzte ventilatorische Schwellen
“Leichte” Intensität zu hoch (73% VO2max)
Kurze Erholungszeiten (10 min)
Aktive statt passive Nachbelastung
Trittrate während Nachbelastung nicht kontrolliert
Ausblick
Verbesserte PInt-Modellierung:
Alternative Berechnungsansätze:
Validierung durch Vergleiche bei definierten externen Gesamtleistungen \(P_{TOT} = P_{mech} + P_{Int}\)
Extrapolation über \(\Delta\dot{V}O_{2,\text{unloaded}}\) durch absolvieren mehrere Leistungsstufen bei konstanter Trittrate
Integration von Zusatzmessungen für das HAT-Segment:
Messung von Lenkerkräften zur Massenverteilungsbestimmung